Un nou parteneriat între ANCORP și LOS Vacuum Products va permite oamenilor de știință și inginerilor să optimizeze condițiile de vid pentru procesele lor prin exploatarea proprietăților aluminiului și titanului.
Pe măsură ce știința și tehnologia continuă să depășească noi granițe, există o cerere tot mai mare pentru medii de vid mai curate și mai controlabile, care pot fi adaptate nevoilor fiecărei aplicații. Fie pentru experimente precise în fizica cuantică sau pentru fabricarea în masă a cipurilor de computer, oamenii de știință și inginerii caută echipamente de înaltă performanță care pot realiza condiții de vid ultraînalt (UHV) sau vid extrem de mare (XHV), lucrând în același timp în limitele aplicării lor. .
În timp ce sistemele de vid realizate din oțel inoxidabil continuă să fie tehnologia de alegere pentru majoritatea proceselor, aplicațiile specializate care necesită condiții UHV sau XHV pot beneficia de proprietățile oferite de materiale alternative precum aluminiul și titanul. În centrele de cercetare cu acceleratoare de particule, de exemplu, aluminiul a devenit popular pentru sistemele cu fascicul, deoarece disipează radiația mai eficient decât oțelul inoxidabil. De asemenea, reține mai puțin magnetism rezidual, minimizând orice influență posibilă asupra câmpurilor magnetice puternice utilizate pentru a direcționa fasciculul.
„Mai mulți oameni de știință și ingineri văd beneficiile utilizării aluminiului și titanului pentru procesele lor UHV sau XHV”, comentează Tom Bogdan, vicepreședinte pentru dezvoltarea afacerilor la ANCORP, un producător din SUA de camere de vid, supape și componente. „Facilitățile științifice la scară largă și comunitatea de cercetare și dezvoltare oferă medii bogate pentru aceste tehnologii avansate, în timp ce sectorul comercial începe, de asemenea, să folosească aluminiul pentru a îmbunătăți condițiile de proces pentru producția de înaltă precizie.”
ANCORP proiectează și produce propria sa linie de echipamente de vid și a înființat, de asemenea, o unitate dedicată pentru construirea camerelor personalizate din oțel inoxidabil. Acum compania a format un parteneriat cu Produse cu vid LOS, care este specializată în fabricarea de hardware pentru vid din aluminiu și titan, pentru a permite clienților săi să exploateze aceste materiale de înaltă performanță în procesele lor UHV și XHV. „Acesta este un parteneriat excelent între două companii care se concentrează pe furnizarea de soluții de vid de înaltă performanță pentru clienții lor”, comentează Bogdan. „LOS Vacuum va beneficia de capacitatea noastră de a face conexiuni cu piața globală, în timp ce vom câștiga din adăugarea tehnologiei lor unice la portofoliul nostru de produse.”
LOS Vacuum Products a fost înființată în 2013 pentru a proiecta și a construi camere de vid personalizate pentru aplicații UHV și XHV. „Aluminiul și titanul devin din ce în ce mai populare pentru a satisface cerințele tot mai mari pentru o dezvoltare mai curată și mai precisă a tehnologiei”, spune Eric Jones, fondatorul și proprietarul companiei. În timp ce cererea inițială a provenit în mare parte din comunitatea de cercetare, Jones raportează un interes crescând din partea producătorilor de echipamente care vizează sectorul semiconductorilor, precum și piețele emergente pentru sisteme medicale și producția de celule solare. „Pe măsură ce aceste tehnologii cresc, mediul de vid devine extrem de important”, spune el.
Un avantaj cheie al aluminiului este că este mai rapid și mai ușor de prelucrat decât oțelul inoxidabil și, prin urmare, oferă mai multă flexibilitate pentru încorporarea caracteristicilor personalizate în design. Conductivitatea sa termică superioară permite, de asemenea, unei camere de aluminiu să se încălzească mai rapid și mai uniform, ceea ce accelerează procesul de coacere necesar pentru a atinge condițiile UHV sau XHV. „Oțelul inoxidabil trebuie să fie mult mai fierbinte pentru a desorbi moleculele de gaz și contaminanții de pe suprafața camerei de vid, iar asta necesită mai multă energie pe o perioadă mai lungă de timp”, explică Jones. „Aluminiul reduce atât costul de proprietate, cât și impactul asupra mediului, ceea ce, combinat cu fabricabilitatea sa îmbunătățită, îl face o opțiune atractivă pentru sectorul semiconductorilor.”
Între timp, camerele de vid realizate din titan oferă o opțiune mai bună pentru experimentele de fizică cuantică, deoarece puterea și greutatea lor suplimentară oferă mai multă stabilitate proceselor care beneficiază de generarea de armonici și sunt, de asemenea, favorizate pentru aplicațiile în care este esențial să se elimine orice magnetic. semnale. De asemenea, titanul acționează ca un agent de absorbție pentru absorbția hidrogenului - un contaminant comun atunci când se utilizează oțel inoxidabil în medii UHV sau XHV - ceea ce permite sistemelor de vid cu titan să suporte condițiile XHV până la aproximativ 10-13 Torr.
Indiferent dacă se utilizează aluminiu sau titan, cele mai bune condiții de proces sunt obținute prin utilizarea aceluiași metal în corpurile și fitingurile utilizate pentru a interfața cu sistemul de vid. Aceasta include flanșele conflate care sunt utilizate pe scară largă pentru a asigura o etanșare etanșă în mediile UHV și XHV, care funcționează prin presarea a două fețe metalice dure prelucrate cu muchii de cuțit într-o garnitură metalică mai moale. Acest lucru face ca metalul mai moale să curgă și să umple orice imperfecțiuni microscopice de pe fețele metalice dure, creând o etanșare care poate rezista la temperaturi și presiuni extreme până la regimul XHV.
ANCORP produce deja flanșe conflate realizate în întregime din oțel inoxidabil, în timp ce LOS Vacuum produce versiuni integral din titan, precum și mai multe modele care combină un corp din aluminiu cu fețe din oțel inoxidabil sau titan. „Componentele specializate fabricate de LOS Vacuum ne permit să oferim o soluție unică clienților care au adoptat aluminiul sau titanul pentru sistemele lor de vid”, comentează Bogdan. „Am văzut clienți care au recurs la utilizarea inelelor O duble pentru carcasele lor, dar o etanșare metal-metal reduce degajarea și duce la un proces mai bun.”
Componentele bimetalice sunt fabricate folosind o tehnică numită lipire prin explozie, un proces de sudare în stare solidă care produce o legătură mecanică puternică de doar câțiva microni grosime. O sarcină explozivă forțează metalele împreună la presiuni extrem de mari, determinând straturile atomice din apropierea celor două suprafețe să devină o plasmă. Pe măsură ce metalele se ciocnesc, un jet de plasmă este propulsat de-a lungul suprafețelor care le curăță de orice impurități, în timp ce comportamentul fluid al metalelor creează o îmbinare în formă de undă care este suficient de puternică pentru a rezista la condițiile UHV și XHV.
ANCORP furnizează acum o linie standard de flanse si fitinguri bimetalice produs de LOS Vacuum, în timp ce procesul de lipire prin explozie permite, de asemenea, fabricarea componentelor la comandă din oricare două metale diferite. Două dintre configurațiile standard combină o bază din aluminiu cu fețe din diferite grade de oțel inoxidabil, în timp ce o alta unește o flanșă cu fața de titan cu un corp din aluminiu. Această a doua versiune are avantajul de a elimina orice urmă de magnetism și de a evita pericolele de siguranță cauzate de radiația de fundal și poate fi chiar mai rentabilă decât o flanșă acoperită cu oțel inoxidabil. „Materia primă poate fi mai scumpă, dar o flanșă bimetală din oțel inoxidabil necesită mai mulți pași pentru fabricare”, comentează Jones. „Pentru titan, procesul de lipire este mai puțin complex și mai puțin costisitor.”
Jones și echipa sa au reușit, de asemenea, să elimine unul dintre materialele interstraturilor care sunt de obicei necesare pentru a trece de la un metal la altul. Procesul lor elimină nevoia de cupru, pe care producătorii de semiconductori sunt deosebit de dornici să îl evite. „Aceasta face parte acum din linia de produse standard”, spune Jones. „Reduce costurile materialelor și de fabricație și reduce posibilitatea unei căi de scurgere prin flanșă.”
Ca parte a parteneriatului, ANCORP își va extinde, de asemenea, capacitățile existente de fabricare personalizată pentru a proiecta și furniza camere de vid personalizate din titan sau aluminiu. În faza inițială de proiectare, compania lucrează îndeaproape cu clienții săi pentru a înțelege cerințele lor specifice și pentru a recomanda cea mai bună tehnologie pentru aplicația lor. „Dacă un client are un proces deosebit de neobișnuit sau solicitant, care ar beneficia de utilizarea aluminiului sau titanului, îi vom implica pe Eric și echipa sa pentru a oferi o expertiză de specialitate”, spune Bogdan. „Pe lângă adaptarea designului la aplicație, trebuie să ne asigurăm că echipa de la LOS Vacuum poate fabrica soluția conform parametrilor necesari.”
Bogdan este încrezător că adăugarea acestor capacități specializate la oferta de tehnologie a ANCORP va ajuta la deschiderea de noi piețe în sectorul de cercetare și dezvoltare, precum și în fabricarea semiconductoarelor. „Aceste soluții cu emisii reduse de gaze pot oferi un avantaj real de proces în unele aplicații”, spune el. „Vrem să punem aceste opțiuni disponibile pentru mai mulți clienți din comunitatea științifică internațională, precum și din sectorul comercial.”
Pentru Jones, între timp, parteneriatul cu ANCORP oferă o modalitate de a expune tehnicile de fabricație specializate ale companiei unei baze de clienți mult mai mari. „Suntem încă o companie mică care s-a concentrat pe furnizarea de soluții unice pentru proiecte specifice și nu avem prea multă putere pentru a face conexiuni cu clienți noi”, comentează el. „Parteneriatul cu ANCORP ne va permite să aducem gama noastră de produse și expertiza tehnică pe piața globală.”
